铜互连微结构无籽晶RuMoC扩散阻挡层稳定性研究

采用磁控共溅射Ru和MoC靶,通过调节掺入MoC的含量获得非晶态RuMoC薄膜,研究了非晶RuMoC薄膜的热稳定性。HRTEM和XRD结果表明,在500℃下RuMoC薄膜依旧保持非晶结构;XPS分析结果表明,在该温度下,Ru-C键依旧保持完好,是RuMoC薄膜良好热稳定的关键。此外,研究了RuMoC在大马士革铜互连线微结构中的热稳定性。HRTEM结果表明,RuMoC薄膜实现直接电镀铜,TEM原位EDS结果表明,RuMoC薄膜在500℃下依旧成功阻挡了Cu原子扩散。     

TbFex薄膜的成分控制及其对磁结构的影响

利用直流磁控溅射工艺制备了TBFex薄膜，通过改变溅射气压调节薄膜的成分，利用磁力显微镜研究了薄膜成分对畴结构的影响，最后从理论上讨论Ar气压对磁致伸缩薄膜TBFex成分的影响，并建立了理论模型。结果表明：Ar气压在相当大的范围内影响着TBFex膜的成分，当气压从0．2Pa增加到0．6Pa时，Tb原子数百分比从30％增加到45％，磁力显微镜（MFM）观察到当TB含量减少时，在零场下的磁化强度由与膜面垂直方向变为平行于薄膜平面方向。     

用于同位素电池的储能复合电极的可行性研究

借鉴太阳能电池Ti/Pd/Ag复合电极的设计方案，将其优化设计为Ti/Pd/Au复合电极并加载氚源，以此验证同位素源与换能器件整合的可行性。在N型单晶硅基体上制备电极，为研究氚在电极中的行为，用氘气模拟氚气对电极进行同位素加载，采用XRD、SEM和四探针研究复合电极的储氚性能、微结构、电学性能等的变化。结果表明：复合电极能吸附氘并生成TiD_x（x≤2），具备一定的储氚性能；在Ti与Si界面处出现了TiSi₂相，表明膜基间发生了合金化，这提高了复合电极与硅基体的结合强度，同时降低了接触电阻；10^-4 Ω•cm量级的表面电阻率基本可满足对电极导电性能的要求。由此可见，Ti/Pd/Au复合电极应用于伏特效应同位素电池是可行的。     

α/γ相比率调控对超音速等离子喷涂Al2O3阻氚涂层微结构及性能的影响

采用超音速等离子喷涂技术在中国低活化马氏体钢表面制备不同α/γ相比率的Al₂O₃阻氚涂层，研究了α/γ相比率调控对Al₂O₃涂层微观结构、力学性能和耐电化学腐蚀性能的影响。利用掠入射X射线衍射（GIXRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征Al₂O₃涂层的微观结构、粘结拉伸试验法和纳米压痕仪表征涂层的力学性能、动电位极化曲线法测试涂层的耐电化学腐蚀性能。研究结果显示：通过调控特征喷涂参数（CPSP），Al₂O₃涂层中α相含量从78.6%至24.4%可控调节，且孔隙率从2.8%降低至1.5%；α相含量为78.6%的Al₂O₃涂层硬度为(11.500±0.575) GPa，约为高γ相含量(75.6%)涂层的2倍；且高α相含量(78.6%)涂层的腐蚀电流密度较高γ相含量(75.6%)涂层的腐蚀电流密度低1个数量级。以上结果表明，高α相含量(78.6%)的Al₂O₃涂层具有更优异的力学性能、耐电化学腐蚀性能以及耐Cl^-扩散穿透能力，具有应用于聚变堆结构材料表面阻氚涂层的潜能。